ES2715322T3 - Circuito conductivo entre balasto y LED fluorescentes - Google Patents
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Abstract
Un circuito (1) conductivo para conducir una carga (2), la carga (2) que comprende al menos un diodo emisor de luz, el circuito (1) conductivo que comprende: - un rectificador (11-14) que tiene un terminal de entrada para recibir una primera señal de corriente de un balasto (3) fluorescente y que tiene un terminal de salida para suministrar una segunda señal de corriente a la carga (2), - un circuito (21-27) de conmutación acoplado al terminal de entrada del rectificador (11 -14) o que forma parte del rectificador (11-14) para controlar una cantidad de energía suministrada a la carga (2) mediante la derivación de la primera señal de corriente, o un circuito (21-27) de conmutación acoplado al terminal de salida del rectificador (11-14) para controlar una cantidad de energía suministrada a la carga (2) mediante la derivación de la segunda señal de corriente, y - un controlador (31) para controlar el circuito (21-27) de conmutación, en donde una frecuencia de conmutación del circuito (21-27) de conmutación es menor que el doble de la frecuencia de la primera señal de corriente, caracterizada porque el circuito (1) conductivo comprende además un circuito (5) de arranque para aumentar una impedancia en el terminal de entrada del rectificador (11-14) en el arranque.
Description
DESCRIPCION
Circuito conductivo entre balasto y LED fluorescentes
Campo de la invencion
La invencion se relaciona con un circuito conductivo para conducir una carga, comprendiendo la carga al menos un diodo emisor de luz. La invencion se relaciona ademas con un dispositivo.
Los ejemplos de un dispositivo de este tipo son balastos y lamparas fluorescentes y sus partes.
Antecedentes de la invencion
El documento de los Estados Unidos US 2010/0102737 A1 divulga un dispositivo para suministrar energfa a diodos emisores de luz. Este dispositivo es relativamente ineficiente y sufre perdidas de energfa relativamente grandes.
El documento EP 2469984 divulga un sistema de adaptacion de LED.
Resumen de la invencion
Un objeto de la invencion es proporcionar un circuito conductivo mejorado. Es un objeto adicional de la invencion proporcionar un dispositivo mejorado.
De acuerdo con un primer aspecto, se proporciona un circuito conductivo para conducir una carga, comprendiendo la carga al menos un diodo emisor de luz, comprendiendo el circuito conductivo
- un rectificador para intercambiar una primera senal de corriente con un balasto fluorescente y para suministrar una segunda senal de corriente a la carga,
- un circuito de conmutacion acoplado a o que forma parte del rectificador para controlar una cantidad de energfa suministrada a la carga, y
- un controlador para controlar el circuito de conmutacion, una frecuencia de conmutacion del circuito de conmutacion igual a o inferior a dos veces la frecuencia de la primera senal de corriente, el balasto fluorescente comprende un balasto electronico activo, el controlador esta dispuesto para sincronizar la frecuencia de conmutacion del circuito de conmutacion y una frecuencia de conmutacion del balasto electronico activo que es igual a la frecuencia de la primera senal de corriente.
El balasto fluorescente comprende un balasto electronico activo. La primera senal de corriente es una senal de corriente de corriente alterna (AC), y la segunda senal de corriente es una senal de corriente de corriente continua (DC). El circuito de conmutacion controla la cantidad de energfa suministrada a la carga, por ejemplo, desviando la primera y/o segunda senales de corriente y/o partes de las mismas.
Al haber introducido el controlador para controlar el circuito de conmutacion, el controlador esta dispuesto para definir la frecuencia de conmutacion del circuito de conmutacion como igual a o inferior a dos veces la frecuencia de la primera senal de corriente, en comparacion con el dispositivo divulgado en el documento de los Estados Unidos US 2010/0102737 A1, las perdidas de potencia se reducen mucho, debido al hecho de que en el documento de los Estados Unidos US 2010/0102737 A1 los conmutadores funcionan a una frecuencia mucho mayor que la frecuencia de la primera senal de corriente. Ademas, en comparacion con el dispositivo divulgado en el documento de los Estados Unidos US 2010/0102737 A1, se impide un conmutador de ramificacion en desventaja acoplado en serie a la carga. La sincronizacion de la frecuencia de conmutacion del circuito de conmutacion y la frecuencia de conmutacion del balasto electronico activo, en comparacion con la no sincronizacion, reduce la interferencia.
Al menos un diodo emisor de luz comprende uno o mas diodos emisores de luz de cualquier tipo y en cualquier combinacion.
Una realizacion del circuito conductivo se define por el rectificador que comprende un puente, los terminales de entrada del puente estan dispuestos para acoplarse a los terminales de salida del balasto fluorescente, y los terminales de salida del puente estan dispuestos para acoplarse a los terminales de entrada de la carga. Un puente rectificador convierte la senal de corriente AC en la senal de corriente DC de una manera ventajosamente simetrica.
Una realizacion del circuito conductivo se define por el circuito de conmutacion que comprende un conmutador, el puente que comprende cuatro elementos de diodo, y los contactos principales del conmutador estan acoplados a los terminales de salida del puente. Esta realizacion del circuito conductivo es ventajosa porque su circuito de conmutacion solo requiere un conmutador. Sin embargo, para impedir que un condensador acoplado en paralelo a la carga se descargue a traves de este conmutador en caso de que este en un estado conductivo, se debe agregar un elemento
de diodo entre el conmutador y la carga, cuyo elemento de diodo aumentara la perdida de potencia del circuito conductivo en pequena medida. Al aumentar el tiempo de conduccion del conmutador y al disminuir el tiempo de no conduccion del conmutador, la cantidad de potencia suministrada a la carga disminuye y viceversa.
Una realizacion del circuito conductivo se define por el circuito de conmutacion que comprende los conmutadores primero y segundo, el puente que comprende los elementos de diodo primero y segundo y los conmutadores primero y segundo, un primer terminal de entrada del puente que se acopla a traves del primer elemento de diodo a un primer terminal de salida del puente y se acopla a traves del segundo elemento de diodo a un segundo terminal de salida del puente, los contactos principales del primer conmutador se acoplan a un segundo terminal de entrada y el primer terminal de salida del puente, y los contactos principales del segundo conmutador estan acoplados al segundo terminal de entrada y al segundo terminal de salida del puente. Esta realizacion del circuito conductivo es ventajosa porque, en comparacion con la realizacion anterior, se reduce la perdida de potencia en el puente rectificador. Ambos conmutadores deben controlarse de forma antifase, para impedir que un condensador acoplado en paralelo a la carga se descargue a traves de estos conmutadores en caso de que esten en un estado conductivo simultaneamente. Al aumentar un cambio de fase entre un control de los conmutadores por un lado, y la primera senal de corriente por otro lado, la cantidad de energfa suministrada a la carga disminuye y viceversa. Aqrn, el diodo parasito de cada conmutador juega un papel importante en el sentido de que los dos elementos de diodo y los dos diodos parasitos juntos representan un puente rectificador convencional.
Una realizacion del circuito conductivo se define por el circuito de conmutacion que comprende los conmutadores primero y segundo, el puente que comprende los elementos de diodo primero y segundo y los conmutadores primero y segundo, un primer terminal de entrada del puente que se acopla a traves del primer elemento de diodo a un primer terminal de salida del puente, un segundo terminal de entrada del puente se acopla a traves del segundo elemento de diodo al primer terminal de salida del puente, los contactos principales del primer conmutador se acoplan al primer terminal de entrada y un segundo terminal de salida del puente, y los contactos principales del segundo conmutador estan acoplados al segundo terminal de entrada y al segundo terminal de salida del puente. Esta realizacion del circuito conductivo es ventajosa porque, en comparacion con la realizacion anterior, ambos conmutadores estan al mismo nivel de voltaje. Ambos conmutadores pueden controlarse sin que haya un cambio de fase entre sus controles, pero para reducir la perdida de eficiencia, deben controlarse con un cambio de fase entre sus controles. Al aumentar la superposicion en el tiempo de sus estados conductivos, la cantidad de energfa suministrada a la carga disminuye y viceversa. Aqrn, el diodo parasito de cada conmutador juega nuevamente un papel importante.
Una realizacion del circuito conductivo se define por el circuito de conmutacion que comprende los conmutadores primero y segundo, el puente que comprende cuatro elementos de diodo, los primeros contactos principales de los conmutadores primero y segundo estan acoplados a los terminales de entrada del puente, y los segundos contactos principales de los conmutadores primero y segundo estan acoplados entre sf. Esta realizacion del circuito conductivo es relativamente identica a la realizacion anterior. Ambos conmutadores se controlan aqrn a traves de una y de la misma senal de control. En caso de que los segundos contactos principales de los conmutadores primero y segundo esten acoplados a tierra, esta realizacion y la realizacion anterior funcionan de manera identica.
Una realizacion del circuito conductivo se define comprendiendo ademas
- un circuito de desafinacion para igualar una impedancia de salida del balasto fluorescente y una impedancia de entrada del rectificador. Esta realizacion del circuito conductivo es ventajosa porque el circuito de desafinacion no solo hace coincidir las impedancias sino que tambien filtra las senales de conmutacion y reduce la interferencia electromagnetica.
Una realizacion del circuito conductivo esta definida por el circuito de desafinacion que comprende un inductor con un primer lado acoplado a un primer terminal de entrada del rectificador y con un segundo lado dispuesto para acoplarse a un terminal de salida del balasto fluorescente, y que comprende ademas un condensador con un primer lado acoplado al segundo lado del inductor y con un segundo lado acoplado a un segundo terminal de entrada del rectificador. En una situacion minima, solo esta presente el inductor. Para mejorar la situacion, se debe agregar el condensador, siempre en el lado del balasto fluorescente. Este circuito de desafinacion es relativamente simple, de bajo coste y robusto.
Una realizacion del circuito conductivo se define comprendiendo ademas
- un circuito de arranque para aumentar una impedancia en un terminal de entrada del rectificador en el arranque. Esta realizacion del circuito conductivo es ventajosa porque mejora el rendimiento del balasto fluorescente. El circuito de arranque aumenta la impedancia en el terminal de entrada del rectificador en el arranque. Ciertos balastos fluorescentes, como ciertos balastos electronicos activos, prefieren una impedancia relativamente alta en sus salidas para el arranque. El circuito de arranque puede aumentar la impedancia en el terminal de entrada del rectificador directa o indirectamente a traves del circuito de desafinacion.
Una realizacion del circuito conductivo esta definida por el circuito de arranque que comprende una conexion paralela de un condensador y un conmutador, un primer lado de la conexion paralela esta acoplado a un primer terminal de
entrada del rectificador y un segundo lado de la conexion paralela esta dispuesta para acoplarse a un terminal de salida del balasto fluorescente, el conmutador esta en un estado no conductivo en el arranque y se pone en un estado conductivo despues de un transcurrido un intervalo de tiempo. El intervalo de tiempo se determina, por ejemplo, midiendo la amplitud de una senal de corriente que fluye a traves del condensador y comparando la amplitud medida con un umbral. Tan pronto como se supera el umbral, el intervalo de tiempo ha transcurrido. Este circuito de arranque es relativamente simple, de bajo coste y robusto.
Una realizacion del circuito conductivo se define comprendiendo ademas
- un sensor de corriente para informar al controlador sobre la amplitud de una senal de corriente que fluye a traves de la carga. Esta realizacion del circuito conductivo es ventajosa porque la retroalimentacion mejora el rendimiento del circuito conductivo.
Una realizacion del circuito conductivo se define comprendiendo ademas
- un sensor de voltaje para informar al controlador sobre la amplitud de una senal de voltaje presente a traves de la carga. Esta realizacion del circuito conductivo es ventajosa porque la retroalimentacion mejora el rendimiento del circuito conductivo.
Una realizacion del circuito conductivo se define por el circuito de conmutacion que comprende uno o dos conmutadores que se controlan a traves de una y la misma senal de control, siendo la frecuencia de conmutacion de cada conmutador igual al doble de la frecuencia de la primera senal de corriente, o al circuito de conmutacion que comprende dos conmutadores que se controlan mediante diferentes senales de control, siendo la frecuencia de conmutacion de cada conmutador igual a la frecuencia de la primera senal de corriente.
Esta realizacion del circuito conductivo es ventajosa porque dicha sincronizacion, en comparacion con la no sincronizacion, reduce la interferencia. Especialmente cuando diversas cargas que comprenden uno o mas diodos emisores de luz estan presentes en una habitacion, la sincronizacion proporciona una ventaja importante. La frecuencia de la primera senal de corriente es igual a la frecuencia de conmutacion del balasto electronico activo. En un primer caso, cuando el circuito del conmutador consiste en un conmutador o dos conmutadores que se controlan a traves de una y la misma senal de control, la frecuencia de conmutacion de cada conmutador debe ser igual al doble de la frecuencia de la primera senal de corriente, para obtener la sincronizacion. En este primer caso, cada conmutador se controla dos veces por penodo de la primera senal de corriente. En un segundo caso, cuando el circuito de conmutacion consta de dos conmutadores que se controlan mediante diferentes senales de control, la frecuencia de conmutacion de cada conmutador debe ser igual a la frecuencia de la primera senal de corriente, para obtener la sincronizacion. En este segundo caso, cada conmutador se controla entonces una vez por penodo de la primera senal de corriente, por lo que los dos conmutadores se controlan individualmente por penodo.
Una realizacion del circuito conductivo se define comprendiendo ademas
- un detector para informar al controlador sobre un cruce por cero en la primera senal de corriente. Este detector puede ser relativamente simple y de bajo coste y robusto.
Un elemento de diodo, por ejemplo, comprende un diodo o diversos diodos o un diodo Zener o un transistor o una parte del mismo. Un conmutador, por ejemplo, comprende un transistor bipolar o un transistor de efecto de campo. El circuito de desafinacion y el circuito de arranque y el sensor de corriente y el sensor de voltaje y la sincronizacion mejoran el rendimiento del circuito conductivo para que la frecuencia de conmutacion del circuito de conmutacion sea igual a o inferior al doble de la frecuencia de la primera senal de corriente, pero no necesariamente se requiere que esta frecuencia de conmutacion del circuito de conmutacion sea igual a o inferior a dos veces la frecuencia de la primera senal de corriente.
De acuerdo con un segundo aspecto, se proporciona un dispositivo que comprende el controlador y que comprende ademas el balasto electronico y/o el circuito de diodo emisor de luz.
Una idea es que deben impedirse las frecuencias de conmutacion relativamente altas de los circuitos de conmutacion en los circuitos conductivos. Una idea basica es que la frecuencia de conmutacion del circuito de conmutacion debe ser igual a o menor que el doble de la frecuencia de la primera senal de corriente, cuando es mas baja, por ejemplo, a lo sumo, como maximo el 50 % de la frecuencia de la primera senal de corriente, preferiblemente a lo sumo 20% de la frecuencia de la primera senal de corriente, aun mas preferiblemente como maximo el 10% de la frecuencia de la primera senal de corriente.
Se ha resuelto un problema para proporcionar un circuito conductivo mejorado. Otra ventaja es que el circuito conductivo es relativamente eficiente e impide un conmutador de ramificacion acoplado en serie a la carga.
Estos y otros aspectos de la invencion seran evidentes y se aclararan con referencia a las realizaciones descritas a continuacion.
Breve descripcion de los dibujos
En los dibujos:
La Figura 1 muestra una primera realizacion de un circuito conductivo,
La Figura 2 muestra una segunda realizacion de un circuito conductivo,
La Figura 3 muestra una tercera realizacion de un circuito conductivo,
La Figura 4 muestra una cuarta realizacion de un circuito conductivo,
La Figura 5 muestra un circuito de desafinacion,
La Figura 6 muestra un circuito de arranque,
La Figura 7 muestra una quinta realizacion de un circuito conductivo,
La Figura 8 muestra las primeras senales,
La Figura 9 muestra las primeras formas de onda,
Figura 10 muestra segundas formas de onda,
La Figura 11 muestra las terceras formas de onda.
La Figura 12 muestra las cuartas formas de onda.
Figura 13 muestra quintas formas de onda,
La Figura 14 muestra una grafica de ciclo de potencia con respecto al trabajo,
La Figura 15 muestra las segundas senales, y
La Figura 16 muestra las terceras senales.
Descripcion detallada de realizaciones
En la Figura 1, se muestra una primera realizacion de un circuito 1 conductivo para impulsar una carga 2. La carga 2 comprende uno o mas diodos emisores de luz de cualquier tipo y en cualquier combinacion. El circuito 1 conductivo comprende un rectificador 11-14 para intercambiar una primera senal de corriente con un balasto 3 fluorescente y para suministrar una segunda senal de corriente a la carga 2. El rectificador 11-14 comprende un puente. El puente comprende cuatro elementos 11-14 de diodo. Los terminales de entrada del puente estan dispuestos para acoplarse a los terminales de salida del balasto 3 fluorescente, y los terminales de salida del puente estan dispuestos para acoplarse a los terminales de entrada de la carga 2. El circuito 1 conductivo comprende ademas un conmutador 21 para controlar una cantidad de energfa suministrada a la carga 2. A este respecto, los contactos principales del conmutador 21 estan acoplados a los terminales de salida del puente. El circuito 1 conductivo comprende ademas un controlador 31 para controlar el conmutador 21 de modo que la frecuencia de conmutacion del conmutador 21 sea igual a o inferior a dos veces la frecuencia de la primera senal de corriente.
Para un balasto 3 fluorescente en la forma de balasto electronico activo, una frecuencia de la primera senal de corriente podna ser de 100 kHz o 40 kHz respectivamente, y una frecuencia de conmutacion del conmutador 21 debena ser < 200 kHz o < 80 kHz respectivamente, por ejemplo, 10 kHz o 4 kHz respectivamente, o 5 kHz o 1 kHz respectivamente, etc.
Un primer contacto principal del conmutador 21 se debe acoplar a traves de un elemento 33 de diodo a un primer terminal de entrada de la carga 2, para impedir que un condensador 32 acoplado en paralelo a la carga 2 se descargue a traves del conmutador 21 en caso de que este en un estado conductivo. El condensador 32 proporciona energfa a la carga 2 durante un estado conductivo del conmutador 21, y se carga durante un estado no conductivo del conmutador 21. El condensador 32 reduce aun mas la ondulacion de la segunda senal de corriente. Al aumentar el tiempo de conduccion del conmutador 21 y al disminuir el tiempo de no conduccion del conmutador 21, la cantidad de energfa suministrada a la carga 2 disminuye y viceversa.
En la Figura 2, se muestra una segunda realizacion de un circuito conductivo para impulsar una carga 2. Aqrn, el puente comprende elementos 11, 12 de diodo primero y segundo y conmutadores 22, 23 primero y segundo. Un primer terminal de entrada del puente se acopla a traves del primer elemento 11 de diodo a un primer terminal de salida del
puente y se acopla a traves del segundo elemento 12 de diodo a un segundo terminal de salida del puente. Los contactos principales del primer conmutador 22 estan acoplados a un segundo terminal de entrada y al primer terminal de salida del puente. Los contactos principales del segundo conmutador 23 estan acoplados al segundo terminal de entrada y al segundo terminal de salida del puente. El circuito 1 conductivo comprende ademas un controlador 31 para controlar los conmutadores 22, 23, de modo que una frecuencia de conmutacion de cada uno de los conmutadores 22, 23 es igual a o inferior a la frecuencia de la primera senal de corriente.
Ambos conmutadores 22, 23 deben controlarse de forma antifase para impedir que el condensador 32 acoplado en paralelo a la carga 2 se descargue a traves de estos conmutadores 22, 23 en caso de que estuvieran en un estado conductivo simultaneamente. Al aumentar un cambio de fase entre un control de los conmutadores 22, 23 por un lado y la primera senal de corriente por otro lado, la cantidad de energfa suministrada a la carga 2 se reduce, y viceversa. Aqrn, el diodo parasito de cada conmutador 22, 23 desempena un papel importante, ya que los dos elementos 11, 12 de diodo y los dos diodos parasitos juntos representan un puente rectificador convencional.
En la Figura 3, se muestra una tercera realizacion de un circuito conductivo para impulsar una carga 2. Aqrn, el puente comprende elementos 11, 13 de diodo primero y segundo y conmutadores 24, 25 primero y segundo. Un primer terminal de entrada del puente esta acoplado a traves del primer elemento 11 de diodo a un primer terminal de salida del puente. Un segundo terminal de entrada del puente esta acoplado a traves del segundo elemento 13 de diodo al primer terminal de salida del puente. Los contactos principales del primer conmutador 24 estan acoplados al primer terminal de entrada y al segundo terminal de salida del puente. Los contactos principales del segundo conmutador 25 estan acoplados al segundo terminal de entrada y al segundo terminal de salida del puente. El controlador 31 controla los conmutadores 24, 25 de modo que una frecuencia de conmutacion de cada uno de los conmutadores 24, 25 es igual a o inferior a la frecuencia de la primera senal de corriente.
En comparacion con la segunda realización, en la tercera realización, ambos conmutadores 24, 25 estan al mismo nivel de voltaje. Ambos conmutadores 24, 25 pueden controlarse sin que haya un cambio de fase presente entre sus controles, pero para reducir la perdida de eficiencia, deben controlarse con un cambio de fase presente entre sus controles. Al aumentar la superposicion en el tiempo de sus estados conductivos, la cantidad de energfa suministrada a la carga 2 disminuye y viceversa. Aqrn, el diodo parasito de cada conmutador 24, 25 desempena nuevamente un papel importante, ya que los dos elementos 11, 13 de diodo y los dos diodos parasitos juntos representan un puente rectificador convencional.
En la Figura 4, se muestra una cuarta realizacion de un circuito conductivo para impulsar una carga 2. Aqrn, el puente comprende cuatro elementos 11-14 de diodo. El circuito 1 conductivo comprende los conmutadores 26, 27 primero y segundo. Los primeros contactos principales de los conmutador 26, 27 primero y segundo estan acoplados a los terminales de entrada del puente. Los segundos contactos principales de los conmutadores 26, 27 primero y segundo estan acoplados entre sf.
Ambos conmutadores 26, 27 se controlan aqrn a traves de una y la misma senal de control. En caso de que los segundos contactos principales de los conmutadores 26, 27 primero y segundo esten acoplados a tierra, al igual que los anodos de los elementos 12, 14 de diodo, esta cuarta realizacion y la tercera realizacion funcionan de manera identica. Sin embargo, aqrn el controlador 31 controla los conmutadores 26, 27, de manera que una frecuencia de conmutacion de cada uno de los conmutadores 26, 27 es igual a o inferior a dos veces la frecuencia de la primera senal de corriente.
En la Figura 5, se muestra un circuito 4 de desafinacion para igualar una impedancia de salida del balasto 3 fluorescente y una impedancia de entrada del rectificador. Aqrn, el circuito 4 de desafinacion se muestra como un circuito separado entre el balasto 3 fluorescente y el circuito 1 conductivo, pero alternativamente puede formar parte del balasto 3 fluorescente o el circuito 1 conductivo. Preferiblemente, el circuito 4 de desafinacion comprende un inductor 41 con un primer lado acoplado a un primer terminal de entrada del rectificador y con un segundo lado dispuesto para acoplarse a un terminal de salida del balasto 3 fluorescente, y puede comprender ademas un condensador 42 con un primer lado acoplado al segundo lado del inductor 41 y con un segundo lado acoplado a un segundo terminal de entrada del rectificador.
En la Figura 6, se muestra un circuito 5 de arranque para aumentar una impedancia en un terminal de entrada del rectificador en el arranque. Aqrn, el circuito 5 de arranque se muestra como un circuito separado entre el balasto 3 fluorescente y el circuito 1 conductivo, pero alternativamente puede formar parte del balasto 3 fluorescente o el circuito 1 conductivo. Preferiblemente, el circuito 5 de arranque comprende una conexion paralela de un condensador 51 y un conmutador 52. Un primer lado de la conexion paralela esta acoplado a un primer terminal de entrada del rectificador y un segundo lado de la conexion paralela esta dispuesto para acoplarse a un terminal de salida del balasto 3 fluorescente. El conmutador 52 esta en un estado no conductivo en el arranque y se pone en un estado conductivo despues de un lapso de intervalo de tiempo. El intervalo de tiempo se determina, por ejemplo, midiendo la amplitud de una senal de corriente que fluye a traves del condensador 51 y comparando la amplitud medida con un umbral. Tan pronto como se supera el umbral, el intervalo de tiempo ha transcurrido y el conmutador pasa a un estado conductivo.
En caso de que el circuito 4 de desafinacion y el circuito 5 de arranque se usen en combinacion, en general los terminales de entrada del circuito 5 de arranque se deben acoplar a los terminales de salida del balasto 3 fluorescente y los terminales de salida del circuito 5 de arranque deben acoplarse a los terminales de entrada del circuito 4 de desafinacion y los terminales de salida del circuito 4 de desafinacion deben acoplarse a los terminales de entrada del circuito 1 conductivo.
En la Figura 7, se muestra una quinta forma de realizacion de un circuito 1 conductivo. Esta quinta realizacion se basa en la primera realizacion que se muestra en la Figura 1, que se ha ampliado con:
A) Un sensor 6 de corriente para informar al controlador 31 acerca de la amplitud de una senal de corriente que fluye a traves de la carga 2. Una realizacion simple de dicho sensor 6 de corriente es una resistencia. La senal de voltaje presente a traves de la resistencia representa y da una indicacion de la senal de corriente que fluye a traves de la resistencia, y, en caso de que la resistencia y la carga 2 esten acopladas en serie, de la senal de corriente que fluye a traves de la carga 2. Otras realizaciones del sensor 6 de corriente no debe excluirse.
B) Un sensor 7 de voltaje para informar al controlador 31 acerca de la amplitud de una senal de voltaje presente a traves de la carga 2. Una forma de realizacion simple de dicho sensor 7 de voltaje es una conexion en serie de dos resistencias, la conexion en serie se conecta en paralelo a la carga 2. La senal de voltaje presente a traves de una de las dos resistencias (en general la que esta conectada a tierra) representa y da una indicacion de la senal de voltaje presente a traves de la conexion en serie, y, en caso de que la conexion en serie y la carga 2 esten acopladas en paralelo, de la senal de voltaje presente a traves de la carga 2. No se deben excluir otras realizaciones del sensor 7 de voltaje.
C) Una sincronizacion de la frecuencia de conmutacion del conmutador 21 y la frecuencia de conmutacion del balasto 3 fluorescente en forma de balasto electronico activo. Usualmente, el controlador 31 se encargara de dicha sincronizacion, por ejemplo, en respuesta a la informacion proveniente de un detector 8 para informar al controlador 31 acerca de un cruce por cero en la primera senal de corriente.
D) Una fuente 34 de alimentacion para suministrar el controlador 31. A este respecto, la fuente 34 de alimentacion deriva un voltaje relativamente estable de los catodos de los elementos 11, 13 de diodo.
E) Un controlador 35 de puerta para accionar la puerta del conmutador 21. A este respecto, el controlador 35 de puerta se alimenta a traves de la fuente 34 de alimentacion y se informa a traves del controlador 31.
Las caractensticas A), B), C), D) y E) pueden introducirse adicionalmente en la segunda, tercera y cuarta realizaciones.
En la Figura 8, se muestran las primeras senales. La senal superior muestra una senal de voltaje de entrada presente a traves de una entrada del circuito 1 conductivo y la senal inferior muestra una senal de control para el conmutador 21. Cuando el conmutador 21 esta en un estado conductivo, la senal de voltaje de entrada es cero, debido al hecho de que la segunda senal de corriente es desviada. Cuando el conmutador 21 esta en un estado no conductivo, la senal de voltaje de entrada es una senal conmutada a la frecuencia de conmutacion del balasto fluorescente. Claramente, esta frecuencia de conmutacion del balasto fluorescente es mucho mas alta que la mitad de la frecuencia de conmutacion del conmutador 21.
En la Figura 9, se muestran las primeras formas de onda, para el conmutador 21 en estado conductivo, la frecuencia de conmutacion del conmutador 21 es de 1 kHz, ciclo de trabajo 0,5. Forma de onda superior: senal de control de voltaje para el conmutador 21. Forma de onda media: senal de voltaje en un terminal central del rectificador. Forma de onda inferior: primera senal de corriente.
En la Figura 10, se muestran las segundas formas de onda, para el conmutador 21 en un estado no conductivo, la frecuencia de conmutacion del conmutador 21 es 1 kHz, ciclo de trabajo 0.5. Forma de onda superior: senal de control de voltaje para el conmutador 21. Forma de onda media: senal de voltaje en un terminal central del rectificador. Forma de onda inferior: primera senal de corriente.
En la Figura 11, se muestran las terceras formas de onda, para el conmutador 21 que va de un estado conductivo a un estado no conductivo, la frecuencia de conmutacion del conmutador 21 es 1 kHz, ciclo de trabajo 0.5. Forma de onda superior: senal de control de voltaje para el conmutador 21. Forma de onda media: senal de voltaje en un terminal central del rectificador. Forma de onda inferior: primera senal de corriente.
En la Figura 12, se muestran las cuartas formas de onda, para el conmutador 21 que va de un estado conductivo a un estado no conductivo, la frecuencia de conmutacion del conmutador 21 es 1 kHz, ciclo de trabajo 0.5, pero ahora para una escala de tiempo ampliada. Forma de onda superior: senal de control de voltaje para el conmutador 21. Forma de onda media: senal de voltaje en un terminal central del rectificador. Forma de onda inferior: primera senal de corriente.
En la Figura 13, se muestran las quintas formas de onda, para el conmutador 21 que tiene una frecuencia de conmutacion de 1 kHz, ciclo de trabajo 0.5. Forma de onda superior: senal de control de voltaje para el conmutador
21. Segunda forma de onda: senal de voltaje presente en una entrada del circuito 1 conductivo. Tercera forma de onda: primera senal de corriente. Forma de onda inferior: senal de corriente que fluye a traves de la carga 2.
En la Figura 14, se muestra una grafica de ciclo de potencia con respecto a trabajo. Para un ciclo de trabajo en aumento del conmutador 21, se reduce la cantidad de energfa suministrada a la carga 2.
En la Figura 15, se muestran las segundas senales, para el conmutador 21 que tiene una frecuencia de conmutacion que esta sincronizada con la frecuencia de conmutacion del balasto fluorescente (de forma inductiva). La senal superior muestra un ciclo de frecuencia elevada de la primera senal de corriente que fluye a traves de una entrada del circuito 1 conductivo. La senal media muestra una senal de control para el conmutador 21. La senal inferior muestra una senal de voltaje presente en la entrada del circuito 1 conductivo. Claramente, aqrn la frecuencia de conmutacion del conmutador 21 es igual al doble de la frecuencia de conmutacion del balasto fluorescente.
En la Figura 16, se muestran las terceras senales, para el conmutador 21 que tiene una frecuencia de conmutacion que esta sincronizada con la frecuencia de conmutacion del balasto fluorescente (de manera capacitiva). La senal superior muestra un ciclo de frecuencia elevada de la primera senal de corriente que fluye a traves de una entrada del circuito 1 conductivo. La senal media muestra una senal de control para el conmutador 21. La senal inferior muestra una senal de voltaje presente en la entrada del circuito 1 conductivo. De nuevo, aqrn la frecuencia de conmutacion del conmutador 21 es igual al doble de la frecuencia de conmutacion del balasto fluorescente.
Se pueden producir senales y formas de onda y graficas similares para las realizaciones segunda, tercera y cuarta.
En resumen, los circuitos 1 conductivos para conducir cargas 2 que comprenden diodos emisores de luz estan provistos de rectificadores 11-14 para intercambiar las primeras senales de corriente con balastos 3 fluorescentes, tales como balastos electronicos activos y para suministrar segundas senales de corriente a las cargas 2, con circuitos 21-27 de conmutacion acoplados a o que forman parte de los rectificadores 11-14 para controlar la cantidad de energfa suministrada a las cargas 2, y con controladores 31 para controlar los circuitos 21-27 de conmutacion de manera que las frecuencias de conmutacion de los circuitos 21-27 de conmutacion son iguales a o inferiores al doble de las frecuencias de las primeras senales de corriente. Los circuitos 4 de desafinacion coinciden con las impedancias de salida de los balastos 3 fluorescentes y las impedancias de entrada de los rectificadores 11-14. Los circuitos 5 de arranque aumentan las impedancias en los terminales de entrada de los rectificadores 11-14 en el arranque. Los sensores 6 de corriente y los sensores 7 de voltaje proporcionan retroalimentacion. Los controladores 31 sincronizan las frecuencias de conmutacion de los circuitos 21-27 de conmutacion y las frecuencias de conmutacion de los balastos electronicos activos. Los detectores 8 detectan cruces por cero en las primeras senales de corriente.
Si bien la invencion se ha ilustrado y descrito en detalle en los dibujos y la descripcion anterior, dicha ilustracion y descripcion deben considerarse ilustrativas o de ejemplo y no restrictivas; la invencion no esta limitada a las realizaciones descritas. Los expertos en la tecnica pueden entender y realizar otras variaciones de las realizaciones descritas al practicar la invencion reivindicada, a partir de un estudio de los dibujos, la divulgacion y las reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones, la palabra "que comprende" no excluye otros elementos o etapas, y el artfculo indefinido "un" o "unos" no excluye una pluralidad. El mero hecho de que ciertas medidas se reciten en reivindicaciones dependientes mutuamente diferentes no indica que una combinacion de estas medidas no se pueda utilizar para obtener ventajas. Cualquier signo de referencia en las reivindicaciones no debe interpretarse como limitante del alcance.
Claims (14)
1. Un circuito (1) conductivo para conducir una carga (2), la carga (2) que comprende al menos un diodo emisor de luz, el circuito (1) conductivo que comprende:
- un rectificador (11-14) que tiene un terminal de entrada para recibir una primera senal de corriente de un balasto (3) fluorescente y que tiene un terminal de salida para suministrar una segunda senal de corriente a la carga (2),
- un circuito (21-27) de conmutacion acoplado al terminal de entrada del rectificador (11 -14) o que forma parte del rectificador (11-14) para controlar una cantidad de energfa suministrada a la carga (2) mediante la derivacion de la primera senal de corriente, o un circuito (21-27) de conmutacion acoplado al terminal de salida del rectificador (11-14) para controlar una cantidad de energfa suministrada a la carga (2) mediante la derivacion de la segunda senal de corriente, y
- un controlador (31) para controlar el circuito (21-27) de conmutacion,
en donde una frecuencia de conmutacion del circuito (21-27) de conmutacion es menor que el doble de la frecuencia de la primera senal de corriente,
caracterizada porque el circuito (1) conductivo comprende ademas un circuito (5) de arranque para aumentar una impedancia en el terminal de entrada del rectificador (11-14) en el arranque.
2. El circuito (1) conductivo como se define en la reivindicacion 1, el rectificador (11-14) que comprende un puente, estando dispuestos los terminales de entrada del puente para acoplarse a los terminales de salida del balasto (3) fluorescente, y estando dispuestos los terminales de salida del puente para acoplarse a los terminales de entrada de la carga (2).
3. El circuito (1) conductivo como se define en la reivindicacion 2, el circuito (21-27) de conmutacion que comprende un conmutador (21), el puente que comprende cuatro elementos (11-14) de diodo y los contactos principales del conmutador (21) estan acoplados a los terminales de salida del puente.
4. El circuito (1) conductivo como se define en la reivindicacion 2, el circuito (21-27) de conmutacion que comprende los conmutadores (22, 23) primero y segundo, el puente que comprende los elementos (11, 12) de diodo primero y segundo y los conmutadores (22, 23) primero y segundo, un primer terminal de entrada del puente se acopla a traves del primer elemento (11) de diodo a un primer terminal de salida del puente y se acopla a traves del segundo elemento (12) de diodo a un segundo terminal de salida del puente, los contactos principales del primer conmutador (22) estan acoplados a un segundo terminal de entrada y el primer terminal de salida del puente, y los contactos principales del segundo conmutador (23) estan acoplados al segundo terminal de entrada y al segundo terminal de salida del puente.
5. El circuito (1) conductivo como se define en la reivindicacion 2, el circuito (21-27) de conmutacion que comprende los conmutadores (24, 25) primero y segundo, el puente que comprende los elementos (11, 13) de diodo primero y segundo y los conmutadores (24, 25) primero y segundo, un primer terminal de entrada del puente se acopla a traves del primer elemento (11) de diodo a un primer terminal de salida del puente, un segundo terminal de entrada del puente se acopla a traves del segundo elemento (13) de diodo al primer terminal de salida del puente, los contactos principales del primer conmutador (24) estan acoplados al primer terminal de entrada y a un segundo terminal de salida del puente, y los contactos principales del segundo conmutador (25) estan acoplados al segundo terminal de entrada y al segundo terminal de salida del puente.
6. El circuito (1) conductivo como se define en la reivindicacion 2, el circuito (21-27) de conmutacion que comprende los conmutadores (26, 27) primero y segundo, el puente que comprende cuatro elementos (11-14) de diodo, los primeros contactos principales de los conmutadores (26, 27) primeros y segundos estan acoplados a los terminales de entrada del puente, y los segundos contactos principales de los conmutadores (26, 27) primero y segundo estan acoplados entre sf.
7. El circuito (1) conductivo como se define en la reivindicacion 1, que comprende ademas:
- un circuito (4) de desafinacion para igualar una impedancia de salida del balasto (3) fluorescente y una impedancia de entrada del rectificador (11-14).
8. El circuito (1) conductivo como se define en la reivindicacion 7, el circuito (4) de desafinacion que comprende un inductor (41) con un primer lado acoplado a un primer terminal de entrada del rectificador (11-14) y con un segundo lado dispuesto para acoplarse a un terminal de salida del balasto (3) fluorescente, y ademas comprende un condensador (42) con un primer lado acoplado al segundo lado del inductor (41) y con un segundo lado acoplado a un segundo terminal de entrada del rectificador (11-14).
9. El circuito (1) conductivo como se define en la reivindicacion 1, el circuito (5) de arranque comprende una conexion paralela de un condensador (51) y un conmutador (52), un primer lado de la conexion paralela esta acoplado a un
primer terminal de entrada del rectificador (11-14) y un segundo lado de la conexion paralela esta dispuesto para acoplarse a un terminal de salida del balasto (3) fluorescente, el conmutador (52) esta en un estado no conductivo en el arranque y se lleva a un estado conductivo despues de un intervalo de tiempo transcurrido.
10. El circuito (1) conductivo como se define en la reivindicacion 1, que comprende ademas:
- un sensor (6) de corriente para informar al controlador (31) sobre la amplitud de una senal de corriente que fluye a traves de la carga (2).
11. El circuito (1) conductivo como se define en la reivindicacion 1, que comprende ademas:
- un sensor (7) de voltaje para informar al controlador (31) sobre la amplitud de una senal de voltaje presente a traves de la carga (2).
12. El circuito (1) conductivo como se define en la reivindicacion 1, siendo el balasto (3) fluorescente un balasto electronico activo, el controlador (31) dispuesto para sincronizar la frecuencia de conmutacion del circuito (21-27) de conmutacion y una frecuencia de conmutacion del balasto electronico activo.
13. El circuito (1) conductivo como se define en la reivindicacion 12, que comprende ademas:
- un detector (8) para informar al controlador (31) sobre un cruce por cero en la primera senal de corriente.
14. Un dispositivo que comprende el circuito (1) conductivo como se define en la reivindicacion 1 y que comprende ademas el balasto (3) fluorescente y/o la carga (2).
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